(57)【要約】【課題】車両の走行状態によらず、冷却性能を確保することができる凝縮構造を提供する。【解決手段】凝縮フィン２１の上下面構造が縦方向（上下方向）に配列をなしているため、凝縮フィン２１に付着した凝縮液は、側端部２１ｃから落ちて、下側にある他の凝縮フィン２１に液だれが起こることを防止できる。他方で、凝縮フィン２１の各配列の間にセパレータ２２を配置することで、他の配列の凝縮フィン２１に液だれが起こることを防止できる。従って、車両が坂道を走行することで凝縮器２が傾いた場合であっても、液だれを防ぐことが可能となり、冷却能力を良好に確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を凝縮する凝縮フィンを縦横に複数列設けた凝縮器であって、
前記凝縮フィンは、上面と、側端部と、下面と、を有し、
前記上面は、凝縮液を前記側端部へ流すように前記側端部へ向かって下向きとなり、
前記下面は、前記側端部から上向きとなり、
前記凝縮フィンは、上下方向に向かって配列をなしており、
前記凝縮フィンの一の配列と、他の配列との間には、板状のセパレータが配置されていることを特徴とする凝縮構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮フィンを有する凝縮構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の凝縮構造として、複数のフィンプレートを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この凝縮構造は、気体となった冷媒をフィンプレートで凝縮させることによって、冷媒を液体に戻している。この凝縮構造では、上方側のフィンプレート表面に凝縮された冷媒が下方側のフィンプレートに付着しないように、各フィンプレートを所定角度傾斜させて配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３７７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、車両が平面を走行している場合は、凝縮構造のフィンの配置関係が影響を受けることは無いが、車両が坂道などを走行している場合、凝縮構造のフィン自体の配置関係も影響を受ける。しかしながら、従来の凝縮構造にあっては、車両が坂道などを走行することで凝縮構造が傾き、フィンの配置関係が変わることが考慮されていない。従って、車両の走行状態によっては、好適なフィンの配置関係が崩れることによって、冷却能力が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、車両の走行状態によらず、冷却性能を確保することができる凝縮構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る凝縮構造は、冷媒を凝縮する凝縮フィンを縦横に複数列設けた凝縮構造であって、凝縮フィンは、上面と、側端部と、下面と、を有し、上面は、凝縮液を側端部へ流すように側端部へ向かって下向きとなり、下面は、側端部から上向きとなり、凝縮フィンは、上下方向に向かって配列をなしており、凝縮フィンの一の配列と、他の配列との間には、板状のセパレータが配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る凝縮構造では、凝縮フィンの上下面構造が縦方向（上下方向）に配列をなしているため、凝縮フィンに付着した凝縮液は、側端部から落ちて、下側にある他の凝縮フィンに液だれが起こることを防止できる。他方で、凝縮フィンの各配列の間にセパレータを配置することで、他の配列の凝縮フィンに液だれが起こることを防止できる。従って、車両が坂道を走行することで凝縮構造が傾いた場合であっても、液だれを防ぐことが可能となり、冷却能力を良好に確保することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両の走行状態によらず、冷却性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る凝縮構造が採用された沸騰冷却器の構成を示す概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】各状態における凝縮器の状態を示す図である。
【図４】凝縮フィンの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同一要素又は同一相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る凝縮構造が採用された沸騰冷却器の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、沸騰冷却器１００は、凝縮構造１が採用された凝縮器２と、冷却部３と、凝縮器２及び冷却部３とを接続する水蒸気路４と、凝縮器２及び冷却部３とを接続する水路６と、を備えている。凝縮器２は、冷却部３の上方に設けられている。この沸騰冷却器１００では、作動液としてエタノール水溶液に界面活性剤を微量添加したものが用いられているが、他の冷媒（水など）を用いてもよい。作動液としてエタノール水溶液を用いれば、表面張力を低減し、液だれを起こりにくくすることができる。
【００１２】
冷却部３は、複数個のＩＰＭモジュール１１が実装されており、当該ＩＰＭモジュール１１を冷却するための作動液が充填された蒸発部１２を備えている。複数のＩＰＭモジュール１１に対して、それぞれ蒸発部１２が設けられている。ＩＰＭモジュール１１が動作することによって熱を発すると、蒸発部１２に充填されている作動液は、当該熱によって液体から気体へ相変化する。このとき、作動液が蒸発潜熱を奪うことにより、ＩＰＭモジュール１１が冷却される。気体となった作動液は、冷却部３の上部まで上昇し、水蒸気路４で集約されて、凝縮器２へ供給される。
【００１３】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示すように、凝縮器２は、ケース２０と、ケース２０の内部に設けられた凝縮フィン２１と、セパレータ２２と、空冷フィン２３と、を備えている。ケース２０は、凝縮フィン２１やセパレータ２２や空冷フィン２３が設けられるベースプレート２４と、当該ベースプレート２４と対向する対向壁部２６と、ベースプレート２４と対向壁部２６の側縁同士を連結する側壁部２７，２８と、ベースプレート２４と対向壁部２６の上縁同士を連結する上壁部２９と、ベースプレート２４と対向壁部２６の下縁同士を連結する下壁部３０とを備えている。側壁部２８には、水蒸気路４と接続されており、冷却部３からの水蒸気が流入する。下壁部３０には、水路６が接続されており、凝縮器２で凝縮した凝縮液が流出する。
【００１４】
ケース２０は、全体として平行四辺形の形状をなしており、通常時（車両の傾斜角度が０°の時）は、上壁部２９及び下壁部３０が水平となり、側壁部２７及び側壁部２８が上方へ向かって傾斜する。ベースプレート２４では、複数の凝縮フィン２１によって構成される配列が、複数列形成されている。凝縮フィン２１の配列（図３や図４に示す配列線ＣＬ上の凝縮フィン２１が、一列分の配列であるものとして説明する）は、側壁部２７，２８と平行となるように形成される。このような配列が、側壁部２８から側壁部２７へ向かって一列ずつ並べられている。また、凝縮フィン２１の配列と、隣の凝縮フィン２１の配列との間には、板状のセパレータ２２が設けられている。セパレータ２２は、側壁部２７，２８と平行となるように傾斜している。また、セパレータ２２の上端は上壁部２９から離間し、下端は下壁部３０から離間している。これによって、水蒸気路４から流入した水蒸気は上壁部２９に沿って側壁部２８側から側壁部２７側へ水平に流れてゆく。また、凝縮液は、下壁部３０に沿って水平に流れ、水路６で集約される。本実施形態では、側壁部２７、側壁部２８、セパレータ２２、一列当たりの凝縮フィン２１（すなわち、配列線ＣＬ）は、通常時に、鉛直方向に対して３０°傾いている（水平方向に対して６０°の傾斜をなしている）。
【００１５】
凝縮フィン２１、セパレータ２２、及び空冷フィン２３は、ベースプレート２４に設けられている。具体的には、図２に示すように、凝縮フィン２１及びセパレータ２２は、ベースプレート２４からケース２０内に向かって延びている。一方、空冷フィン２３は、ベースプレート２４からケース２０の外側に向かって延びている。また、空冷フィン２３は、ベースプレート２４を挟んで凝縮フィン２１及びセパレータ２２の反対側に設けられている。これによって、空冷フィン２３は、凝縮フィン２１及びセパレータ２２から効率的に熱を奪い、ケース２０内での凝縮効率を向上することができる。
【００１６】
図４に示すように、凝縮フィン２１は、異型ピンフィンによって構成されている。図４（ａ）に示すタイプの凝縮フィン２１は、上面２１ａが上方に凸となるように湾曲した湾曲面を構成する。一方、下面２１ｂは、平面を構成する。図４（ｂ）に示すタイプの凝縮フィン２１は、上面２１ａが上方に凸となるように湾曲した湾曲面を構成する。一方、下面２１ｂは、上面２１ａの湾曲に対応するように上方に凸となるように湾曲した湾曲面を構成する。凝縮フィン２１は、配列線ＣＬに対して線対称な形状をなしている。上述のように、通常時において配列線ＣＬは鉛直方向に対して傾斜しているため、凝縮フィン２１も傾斜する。これによって、上面２１ａは、凝縮液を一方の側端部２１ｃに流すように下向き傾斜し、下面２１ｂは、側端部２１ｃから上向きに傾斜する構成となる。
【００１７】
上述のような効率的な凝縮器２で凝縮された凝縮液は、水路６で集約されて、下方へ向かって流れ、再び作動液として冷却部３へ供給される。作動液は再び冷却部３のＩＰＭモジュール１１の熱で気化されて凝縮器２へ供給され、当該循環が繰返される。
【００１８】
次に、本実施形態に係る凝縮構造１の作用効果について説明する。
【００１９】
本実施形態に係る凝縮構造１が採用された凝縮器２は、冷媒を凝縮する凝縮フィン２１が縦横に複数列設けられている。また、凝縮フィン２１は、上面２１ａと、側端部２１ｃと、下面２１ｂと、を有し、上面２１ａは、凝縮液を側端部２１ｃへ流すように側端部２１ｃへ向かって下向きとなり、下面２１ｂは、側端部２１ｃから上向きとなる。また、凝縮フィン２１は、上下方向に向かって配列線ＣＬに沿って配列をなしており、凝縮フィン２１の一の配列と、他の配列との間には、板状のセパレータ２２が配置されている。
【００２０】
このような構成では、凝縮フィン２１の上下面構造が縦方向（上下方向）に配列をなしているため、凝縮フィン２１に付着した凝縮液は、側端部２１ｃから落ちて、下側にある他の凝縮フィン２１に液だれが起こることを防止できる。他方で、凝縮フィン２１の各配列の間にセパレータ２２を配置することで、他の配列の凝縮フィン２１に液だれが起こることを防止できる。従って、車両が坂道を走行することで凝縮器２が傾いた場合であっても、液だれを防ぐことが可能となり、冷却能力を良好に確保することができる。
【００２１】
具体的な凝縮動作について、図３及び図４を参照して説明する。図３（ａ）は、車両が平坦な道を走行することで傾斜角度が０°となっている状態を示す。すなわち、凝縮器２は全体として図１に示す状態から傾いていない。この状態では、側壁部２７、側壁部２８、セパレータ２２、一列当たりの凝縮フィン２１（すなわち、配列線ＣＬ）は、鉛直方向に対して３０°傾いている（水平方向に対して６０°の傾斜をなしている）。この状態では、各凝縮フィン２１で凝縮した液滴は、重力が作用して側端部２１ｃから垂直に落下する。このとき、液滴はセパレータ２２で受け止められて他の凝縮フィン２１には、接触することなく、セパレータ２２に沿って下方へ流れ落ちる。そして、下壁部３０付近で合流して水路６を介して冷却部３へ戻される。
【００２２】
図３（ｂ）は、車両が坂道を走行することで傾斜角度が−３０°となっている状態を示す。すなわち、凝縮器２は全体として図１に示す状態から、水平方向に対する配列線ＣＬ等の角度が緩くなる方向へ−３０°傾く。この状態では、側壁部２７、側壁部２８、セパレータ２２、一列当たりの凝縮フィン２１（すなわち、配列線ＣＬ）は、鉛直方向に対して６０°傾いている（水平方向に対して３０°の傾斜をなしている）。この状態では、各凝縮フィン２１で凝縮した液滴は、重力が作用して側端部２１ｃから垂直に落下する。このとき、液滴はセパレータ２２で受け止められて他の凝縮フィン２１には、接触することなく、セパレータ２２に沿って下方へ流れ落ちる。そして、下壁部３０付近で合流して水路６を介して冷却部３へ戻される。
【００２３】
図３（ｃ）は、車両が坂道を走行することで傾斜角度が＋３０°となっている状態を示す。すなわち、凝縮器２は全体として図１に示す状態から、配列線ＣＬ等が垂直になるように＋３０°傾く。この状態では、側壁部２７、側壁部２８、セパレータ２２、一列当たりの凝縮フィン２１（すなわち、配列線ＣＬ）は、鉛直となる（水平方向に対して９０°となる）。この状態では、各凝縮フィン２１は鉛直方向に一列に並んだ状態となる。従って、図４に示すように、凝縮した液滴は、重力が作用して側端部２１ｃ（及び反対側の側端部）から垂直に落下する。このとき、液滴は下側の他の凝縮フィン２１の側端部に沿って合流しながら下方へ流れる。そして、下壁部３０付近で合流して水路６を介して冷却部３へ戻される。作動液として表面張力を低減したエタノール水溶液を用いることで、凝縮フィン２１の下面２１ｂ側では、液だれが起き難く、より薄膜化が可能となる。
【００２４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、配列線ＣＬ等の傾斜角は、上述のものに限定されず、適宜変更してよい。また、一列当たりの凝縮フィンの数や、配列数も上述のものに限定されない。
【符号の説明】
【００２５】
１…凝縮構造、２…凝縮器、３…冷却部、２１…凝縮フィン、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２１ｃ…側端部、２２…セパレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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